1.5 彈性碰撞和非彈性碰撞 課件-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

新人教版選擇性必修一第一章動(dòng)量守恒定律第5節(jié)彈性碰撞與非彈性碰撞碰撞是自然界中常見(jiàn)的現(xiàn)象。隕石撞擊地球而對(duì)地表產(chǎn)破壞，網(wǎng)球受球拍撞擊而改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)……物體碰撞中動(dòng)量的變化情況，前面已進(jìn)行了研究。那么，在各種碰撞中能量又是如何變化的？

前面已知，在一定條件下，物體碰撞中動(dòng)量守恒。那么，在各種碰撞中能量又是如何變化的？新課引入二、光的折射新課引入這節(jié)課我們從能量的角度研究碰撞前后物體動(dòng)能的變化情況，進(jìn)而對(duì)碰撞進(jìn)行分類(lèi)有些碰撞碰后分開(kāi)，有些碰撞碰后粘在一起；有些碰撞沿一條直線，有些碰不在一條直線上；有些碰撞過(guò)程可能機(jī)械能守恒，有些過(guò)程機(jī)械能可能不守恒……二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞

如圖，滑軌上有兩輛安裝了彈性碰撞架的小車(chē)，它們發(fā)生碰撞后改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。測(cè)量?jī)奢v小車(chē)的質(zhì)量以及它們碰撞前后的速度，研究碰撞前后總動(dòng)能的變化情況。新課講授1.實(shí)驗(yàn)演示：學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞新課講授質(zhì)量m（g）速度v(cm/s)次數(shù)A滑塊m1B滑塊m2A碰前v1B碰前v2A碰后v'1B碰后v'21275.5175.556.0012.867.3274.7016.589.2392.0022.7108.3學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞質(zhì)量不同裝有彈性碰撞架的滑塊發(fā)生碰撞后分開(kāi)）數(shù)據(jù)處理總動(dòng)能次數(shù)

碰前碰后10.0430.002+0.040=0.04220.0770.005+0.071=0.07630.1160.007+0.103=0.110實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，碰撞后，系統(tǒng)動(dòng)能不變新課講授質(zhì)量不同且貼有膠布的滑塊發(fā)生碰撞后不分開(kāi)）質(zhì)量m速度v次數(shù)A滑塊m1B滑塊m2A碰前v1B碰前v2A碰后v'1B碰后v'21270.0168.079.0045.845.8289.0054.154.13142.4087.487.4學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞總動(dòng)能次數(shù)碰前

碰后10.0840.028+0.018=0.04620.1070.040+0.025=0.06530.2730.103+0.064=0.167實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碰撞后，系統(tǒng)動(dòng)能減少二、光的折射碰撞后物體的形變完全恢復(fù)，碰撞后系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械能損失，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒．鋼球、玻璃球碰撞時(shí)，機(jī)械能損失很小，它們的碰撞可以看作彈性碰撞動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞2.彈性碰撞：動(dòng)量守恒機(jī)械能不守恒碰撞后物體的形變只有部分恢復(fù)，系統(tǒng)有部分機(jī)械能損失3.非彈性碰撞：學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞碰撞后兩物體一起以同一速度運(yùn)動(dòng)．碰撞后物體的形變完全不能恢復(fù)，系統(tǒng)機(jī)械能損失最大．動(dòng)量守恒機(jī)械能不守恒4.完全非彈性碰撞:學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞光滑水平面上，兩個(gè)物體的質(zhì)量都是m,碰撞以前一個(gè)物體靜止,另一個(gè)以速度向它撞去.碰撞以后兩個(gè)物體粘在一起,成為一個(gè)質(zhì)量為2m的物體,以一定的速度繼續(xù)前進(jìn)，碰撞前后該系統(tǒng)的總動(dòng)能是否會(huì)有損失由動(dòng)量守恒定律：碰撞前系統(tǒng)總動(dòng)能：碰撞后系統(tǒng)總動(dòng)能：碰撞過(guò)程有機(jī)械能損失解析：設(shè)碰后速度為vv靜止mmv’2m例題1碰撞的可能性判斷1.系統(tǒng)動(dòng)量守恒：2.系統(tǒng)動(dòng)能不增加：內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力機(jī)械能守恒或損失或者符合實(shí)際情況3.同向運(yùn)動(dòng)相碰：3.相向運(yùn)動(dòng)相碰：且碰后至少有一個(gè)物體要反向（不能再次碰撞）v1m1m2v2學(xué)習(xí)任務(wù)一：彈性碰撞與非彈性碰撞深入思考二、光的折射1.正碰：兩個(gè)小球相碰，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會(huì)沿著這條直線。這種碰撞稱(chēng)為正碰，也叫作對(duì)心碰撞或一維碰撞。如圖所示。學(xué)習(xí)任務(wù)二：彈性碰撞的實(shí)例分析m2m1v1m1v1’m2v2’解：碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，

彈性碰撞中沒(méi)有動(dòng)能損失，

由此解得【情景設(shè)置】物體m1以速度v1與原來(lái)靜止的物體m2發(fā)生正碰。碰撞后的速度分別為v1’和v2’學(xué)習(xí)任務(wù)二：彈性碰撞的實(shí)例分析深入討論等大小，互換跑情形一：m1=m2，則v1?

，v2?

=

,=v10學(xué)習(xí)任務(wù)二：彈性碰撞的實(shí)例分析小碰大，反向跑情景二、若m1<m2，則v1?

0，v2?

0,<>極小碰極大，大不變，小等速反彈情景三、若m1<<m2，則v1?

≈

，v2?

≈

，

-v10學(xué)習(xí)任務(wù)二：彈性碰撞的實(shí)例分析大碰小，都慢跑情景四、若m1>m2，則v1?

0，v2?

0,>>極大碰極小，大不變，小加倍情景五、若m1>>m2，則v1?

≈

，v2?

≈

，v12v1學(xué)習(xí)任務(wù)二：彈性碰撞的實(shí)例分析例題2拓展延伸碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒：

彈性碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失：

若在一光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的剛性小球A和B，以初速度v1、v2運(yùn)動(dòng)，若它們能發(fā)生碰撞（為一維彈性碰撞），碰撞后它們的速度分別為v’1和v’2分別是多大？動(dòng)碰動(dòng)：科學(xué)漫步抽象與概括

物理概念是運(yùn)用抽象、概括等方法進(jìn)行思維加工的產(chǎn)物。為了揭示事物的本質(zhì)和規(guī)律，往往需要根據(jù)研究對(duì)象和問(wèn)題的特點(diǎn)，從研究的目的出發(fā)，忽略個(gè)別的、非本質(zhì)的屬性，抽取共同的、本質(zhì)的屬性進(jìn)行研究，這是一種抽象的思維方法。把事物共同的、本質(zhì)的屬性提煉出來(lái)，從而推廣到同類(lèi)事物上去，找到事物的共同屬性，這是一種概括的思維方法?？茖W(xué)漫步抽象與概括

在動(dòng)量概念的建立過(guò)程中，物理學(xué)家研究了各種各樣的碰撞現(xiàn)象，尋找物理量來(lái)揭示運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)：“每個(gè)物體所具有的‘動(dòng)量’在碰撞后可以增多或減少，但是在碰撞前后系統(tǒng)的這一量值卻保持不變”?？茖W(xué)前輩就是在追尋不變量的努力中，通過(guò)抽象、概括等方法提出了動(dòng)量的概念，并通過(guò)動(dòng)量守恒定律建立了自然界的相互聯(lián)系。二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)M越大v1越小，故M越小v1越大，速度越能夠降下來(lái)。有些核反應(yīng)堆里要讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速度降下來(lái)。為此，應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的原子核？為什么？如圖所示,兩個(gè)小球A、B在光滑水平地面上相向運(yùn)動(dòng),它們的質(zhì)量分別為mA=4kg,mB=2kg,速度分別是vA=3m/s(設(shè)為正方向),vB=-3m/s,則它們發(fā)生正碰后,速度的可能值分別為